led封裝技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展

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1、LED封裝技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展摘要：LED作為一種新型節(jié)能光源，已經(jīng)成為人們生活中必不可少的一部分。雖然LED技術(shù)在不斷發(fā)展，在制造LED的過(guò)程中還需要克服一些難題。文章主要討論了LED封裝技術(shù)的幾個(gè)方面（包括封裝材料和封裝結(jié)構(gòu)等）以及封裝技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)。中國(guó)1/vie　　關(guān)鍵詞：大功率LED；封裝技術(shù)；材料；結(jié)構(gòu)　　1概述　　LED，也就是我們所說(shuō)的發(fā)光二極管，是一種新型的固態(tài)冷光源。相比于傳統(tǒng)的照明燈具，它具有很多的優(yōu)點(diǎn)，比如節(jié)省能源、發(fā)光效率高、綠色環(huán)保、體積小等。現(xiàn)代社會(huì)都在推行綠色照明，這使得LED

2、的照明產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展壯大。換句話說(shuō)，LED成為第四代光源指日可待。LED??用市場(chǎng)的需求也日益加大。　　白光LED作為新型光源，有上面所說(shuō)的優(yōu)點(diǎn)，當(dāng)然還存在不足之處。LED在其發(fā)展的過(guò)程中也存在一系列技術(shù)難題。其中一個(gè)就是散熱。要解決LED的散熱問(wèn)題，LED的封裝技術(shù)變得尤為重要?！　?封裝材料　　封裝技術(shù)對(duì)LED性能起著至關(guān)重要的作用。在LED封裝制作過(guò)程中，LED器件可靠性優(yōu)劣的關(guān)鍵是其封裝材料性能的好壞。正確的選擇封裝材料，可以很好地去改善LED的散熱性能，使得LED的壽命得以延長(zhǎng)。而封裝材料主要包括芯片、

3、熒光粉等方面?！　?.1芯片　　正裝結(jié)構(gòu)、倒裝結(jié)構(gòu)、垂直結(jié)構(gòu)是比較常見(jiàn)的LED芯片結(jié)構(gòu)。LED芯片也可以根據(jù)功率、顏色、形狀等進(jìn)行分類。　　2.1.1正裝結(jié)構(gòu)　　在正裝結(jié)構(gòu)中，芯片直接焊接在襯底上，LED的熱量主要產(chǎn)生于很薄的芯片中，封裝后的器件的熱量通過(guò)襯底將熱量傳導(dǎo)到散熱底座，然后再傳到外界環(huán)境中。小部分的p-GaN層和“發(fā)光”層被刻蝕，從而與下面的n-GaN層形成電接觸。光從上面的p-GaN層取出。由于p-GaN層電導(dǎo)率有限，必須在p-GaN層表面再沉淀一層由Ni和Au組成的電流擴(kuò)散的金屬層，吸收部分光，

4、降低芯片的出光效率?！　≌b結(jié)構(gòu)一般用于小功率的LED，因?yàn)槠渖嵝阅艽嬖谝欢ǖ膯?wèn)題?！　?.1.2倒裝結(jié)構(gòu)　　正裝芯片中會(huì)因電極擠占發(fā)光面積而影響發(fā)光效率的問(wèn)題，所以芯片研發(fā)人員進(jìn)過(guò)一系列的實(shí)驗(yàn)后，設(shè)計(jì)了倒裝結(jié)構(gòu)。也就是把正裝芯片倒置，使發(fā)光層發(fā)出的光從電極的另外一側(cè)發(fā)出，這樣就很好的解決了正裝的問(wèn)題?！　〉寡b芯片除了上述的優(yōu)點(diǎn)外，還有其他方面的優(yōu)點(diǎn)。比如，沒(méi)有通過(guò)藍(lán)寶石進(jìn)行散熱，可通大電流使用；芯片的尺寸可以做得更??；散熱功能的提升會(huì)使得芯片的壽命得到提升。　　2.1.3垂直結(jié)構(gòu)　　垂直結(jié)構(gòu)的LED芯片的兩

5、個(gè)電極分別在LED外延層的兩側(cè)，正是由于這個(gè)設(shè)計(jì)，使得正裝結(jié)構(gòu)的電流擁擠現(xiàn)象和熱阻較高問(wèn)題得以很好的解決。同時(shí)，垂直結(jié)構(gòu)還可以達(dá)到很高的電流密度和均勻度，這對(duì)于LED芯片來(lái)說(shuō)，非常關(guān)鍵?！　≌怯捎诖怪苯Y(jié)構(gòu)有以上的特性，使得垂直結(jié)構(gòu)在LED市場(chǎng)上也占據(jù)著重要的地位，并應(yīng)用于大功率LED領(lǐng)域?！　?.2熒光粉　　LED熒光粉是制造白色LED的必須材料。我們需要知道的是，白色LED芯片是不存在的。我們見(jiàn)到的白色LED一般是藍(lán)光芯片激發(fā)黃色熒光粉發(fā)出白色光的。換句話說(shuō)，藍(lán)色涂料和黃色涂料混在一起變成了白色。不同波長(zhǎng)的

6、LED藍(lán)光芯片需要配合不同波長(zhǎng)的黃色熒光粉能夠最大化的發(fā)出白光。因此，LED熒光粉是制造白色LED必須品，而且市面上白色LED大多數(shù)都是藍(lán)光芯片激發(fā)黃色熒光粉的原理。　　市場(chǎng)上有項(xiàng)專利設(shè)計(jì)了一種大功率白光LED，其中包括基座、載臺(tái)以及固定在載臺(tái)上的LED芯片。將載臺(tái)和LED芯片包裹的透鏡設(shè)在基座上，而制作該透鏡的材料是熒光粉和硅膠樹(shù)脂混合而成的，為了使LED不直接接觸熒光粉，也避免了熒光粉溫度升高帶來(lái)的一系列問(wèn)題?！　榱藵M足人們對(duì)LED光品質(zhì)的要求，除了所說(shuō)的這些，不同顏色以及不同體系的LED用熒光粉也正在被

7、開(kāi)發(fā)，且慢慢走向市場(chǎng)。　　3封裝結(jié)構(gòu)　　隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展以及人們的需求，LED芯片技術(shù)也得到快速發(fā)展，LED產(chǎn)品的封裝形式從之前單一的單芯片封裝，發(fā)展到了現(xiàn)在的多芯片封裝；而且封裝機(jī)構(gòu)也變成了貼片式封裝和基板表面組裝封裝，取代了之前的引腳式封裝?！　?.1引腳式封裝　　引腳式封裝是比較早期采用的技術(shù)，其采用引線架作各種封裝外型的引腳，常見(jiàn)的是直徑為5mm的圓柱形封裝。引腳式封裝是最先研發(fā)成功投放市場(chǎng)的封裝結(jié)構(gòu)，品種數(shù)量多，技術(shù)成熟度較高，但其封裝內(nèi)結(jié)構(gòu)與反射層仍要不斷改進(jìn)。引腳式封裝的封裝環(huán)氧一般在紫光照射下

8、容易老化，而老化會(huì)導(dǎo)致光衰問(wèn)題?！　?.2貼片式封裝　　表面貼片LED是一種新型的表面貼裝式半導(dǎo)體發(fā)光器件，具有體積小、散射角大、發(fā)光均勻性好、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，正是這些優(yōu)點(diǎn)的存在，使其適合自動(dòng)化貼裝生產(chǎn)，并成為比較先進(jìn)的一種工藝。雖說(shuō)從Lamp封裝轉(zhuǎn)SMD封裝符合整個(gè)電子行業(yè)發(fā)展大趨勢(shì)，但是在應(yīng)用中存在散熱、發(fā)光均勻性和發(fā)光效率下降等問(wèn)題?！　?.3基板表面組裝　　基板表面組裝（COB